DE112013006416T5 - Herstellungsverfahren für eine durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein "Herstellungsverfahren für eine durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen". In der vorliegenden Erfindung dient der ultra-ausgerichtete Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm als leitfähiges Substrat, wobei leitfähiges Polymer als Träger dient, um eine einschichtige oder zweischichtige Schichtstruktur zu bilden. Der gebildete durchsichtige CNT-Verbundelektrodenfilm zeigt ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, so dass unter Bedingungen bei Raumtemperatur die großflächigen durchsichtigen CNT-Verbundelektroden unter Verwendung von mechanischen Extrusionsverfahren wirtschaftlich und einfach hergestellt werden können. Die durchsichtige CNT-Verbundelektrode kann für flexible OLED-Anzeigevorrichtungen, Solarzellen, Flüssigkristallanzeigevorrichtung, Touchscreen-Paneel und andere Geräte verwendet werden.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine durchsichtige Verbundelektrode, insbesondere ein Herstellungsverfahren für durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
- Stand der Technik
- In Flüssigkristallpaneelen, OLED-Paneelen, Touchbildschirmen, E-Papier, Solarzellen und anderen Anzeigevorrichtungen und photovoltaischen Geräten ist die durchsichtige Verbundelektrode ein unverzichtbarer Bauteil. Konventionelle Leistungsanforderungen an durchsichtige Verbundelektrode umfassen vor allem Durchlässigkeitsrate und Widerstandsrate, dabei wird es gefordert, dass die Durchlässigkeitsrate mehr als 80% ist und die Widerstandsrate der niedriger als 500Ω/sqm ist. Allerdings mit der Entwicklung der Technik und der Erhöhung der Nachfrage entwickelt sich die durchsichtige Verbundelektrode außer den Anforderungen an Durchlässigkeitsrate und Widerstandsrate in die flexible und biegbare Richtung. Es bietet eine hervorragende Durchlässigkeit und Leitfähigkeit, mit Fein-Zinnoxid (ITO) auf einem Glassubstrat ITO-Film zu formen, gegenwärtig hat die kommerzialisierte ITO-Elektrode eine beherrschende Stellung im Einsatzbereich der durchsichtigen Verbundelektrode. Mit der Diversifizierung des Einsatzbereichs der durchsichtigen Verbundelektrode muss die durchsichtige Verbundelektrode einen niedrigen Flächenwiderstand, eine gute Durchlässigkeitsrate im Bereich des sichtbaren Lichts und Flexibilität haben und fähig sein, das Verfahren der einfachen Betätigung für großflächige feine Anstrichfilmbildung zu realisieren, was dazu führt, dass im erweiterten Einsatz des ITO-Films technisch unüberwindbare Probleme bestehen, wie z.B. Hochtemperatur-Herstellungsverfahrensbedingungen für ITO-Elektrode (Evaporation oder Sputtern), leichter Bruch, schwere Reduzierung des Flächenwiderstandes, schlechte Einheitlichkeit, gelbe Farbe, schwere Durchlässigkeit des blauen Lichts etc., wenn ITO-Film zusammen mit flexiblem Substrat mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet wird, kann die Absenkung nur bei einer niedrigen Temperatur erfolgen, so dass der hergestellte ITO-Leitefilm hohe Widerstandsrate, schlechte Durchsichtigkeit und niedrige Anhaftungskraft am flexiblem Substrat hat und bei der Biegung leicht zu brechen ist, so dass ein Ausfall des Geräts bewirkt wird. Weiter haben häufig benutzte flexible Polymersubstratmaterialien und ITO entgegengesetzte Wärmeausdehnungskoeffizienten. In Betrieb des Geräts werden thermischen Effekte des Geräts zum Lösen vom ITO-Leitefilm führen, dadurch wird ein Ausfall bewirkt. Weiter führt die Knappheit der Indium-Ressourcen für ITO-Film zur Erhöhung der Herstellkosten vom ITO-Film, das wird auch ein Impuls zur Entwicklung von neuen durchsichtigen leitfähigen Elektrodenmaterialien.
- Das Kohlenstoff-Nanoröhrchen ist ein Kohlenstoffmaterial mit typischem Schichtaufbaumerkmal, der das Kohlenstoff-Nanoröhrchen ausbildende Rohrkörper ist durch eine hexagonale Graphit-Kohlenstoffringstruktur ausgebildet, das ist ein eindimensionales Quantenmaterial mit einer besonderen Struktur (radiale Abmessung ist Nanometerklasse, axiale Abmessung ist Mikrometerklasse). Die Rohrwände des Kohlenstoff-Nanoröhrchens bilden koaxiale Rundröhrchen aus, die vor allem mehrschichtig bis dutzendschichtig sind. Zwischen den Schichten wird ein bestimmter Abstand beibehalten, der etwa 0,34 nm beträgt, wobei der Durchmesser in der Regel 2 bis 20 nm beträgt. Die P-Elektronen der Kohlenatome am Kohlenstoff-Nanoröhrchen formen eine großflächige delokalisierte π-Bindung, wegen der ausgeprägten konjugierten Auswirkung hat das Kohlenstoff-Nanoröhrchen einige besondere elektrische Eigenschaften. Da die Struktur des Kohlenstoff-Nanoröhrchen gleich wie lamellare Struktur vom Graphit ist, hat das Kohlenstoff-Nanoröhrchen sehr gute elektrische Eigenschaften. Wegen einer hohen Elektronenbeweglichkeit, eines niedrigen Widerstandes und einer guten Durchsichtigkeit wird das Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf Forschungs- und Industriegebieten als Ersatz für durchsichtige Verbundelektrode mit ITO angesehen.
- Gegenwärtig bestehen mehr Verfahren zur Herstellung der durchsichtigen Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen, dabei sind die Verfahren annähernd in in nasses und trockenes Herstellungsverfahren aufgeteilt.
- Zusammensetzung mit nassem Verfahren bedeutet hauptsächlich, Kohlenstoff-Nanoröhrenpulver gleichmäßig in der Lösung zu verteilen, um Filme herzustellen, umfassend Vakuumfiltration-Übertragungsverfahren [Green A A, Hersam M C. Colored Semitransparent Conductive Coatings Consisting of Monodisperse Metallic Single-Walled Carbon Nanotubes[J]. Nano Lett., 2008, 8(5): 1417–1422.], Spritzstreichenverfahren [Kang S J, Song Y, Yi Y, et al. Work-Function Engineering of Carbon Nanotube Transparent Conductive Films[J].Carbon, 2010, 48(2):520–524.], Drehstreichenverfahren [Kang S J, Song Y, Yi Y, et al. Work-Function Engineering of Carbon Nanotube Transparent Conductive Films[J].Carbon, 2010, 48(2):520–524.], Czochralski-Verfahren [Ng M H A, Hartadi L T, Tan H, et al. Efficient Coating of Transparent and Conductive Carbon Nanotube Thin Films on Plastic Substrates[J]. Nanotechnology, 2008, 19: 205703.], LB-Verfahren [Li X L, Zhang L, Wang X R, et al. Langmuir-Blodgett Assembly of Densely Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes from Bulk Materials[J]. J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(16): 4890–4891.], elektrophoretisches Verfahren [Pei S F, Du J H, Zeng Y, et al. The Fabrication of a Carbon Nanotube Transparent Conductive Film by Electrophoretic Deposition and Hot-Pressing Transfer[J]. Nanotechnology, 2009, 20:235707.] etc.; trockenes Herstellungsverfahren umfasst: Aerosoldirektsynthese-Verfahren [Fraser I S, Motta M S, Schmidt R K, et al. Continuous Production of Flexible Carbon Nanotube-Based Transparent Conductive Films[J]. Sci. Technol. Adv. Mater., 2010, 11(4), 045004.], Ultra-Matrix-Czochralski-Verfahren [Feng C, Liu K, Wu J S, et al. Flexible, Stretchable, Transparent Conducting Films Made from Superaligned Carbon Nanotubes [J]. Adv. Funct. Mater., 2010, 20(6):885–891.] etc.
- Die mit nassem Verfahren hergestellte durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchens hat das Problem mit der ungleichmäßigen Verteilung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Partielle Fehler der hergestellten Elektrode wird zum Ausfall der Elektrode führen. Die aktuelle Forschung ist auf die Labor-Forschung beschränkt, so dass im großflächigen Einsatz noch große technische Herausforderungen bestehen.
- Trockenes Verfahren – Aerosoldirektsynthese-Verfahren für durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen bedeutet, dass das im Gasphase-Abscheidungsofen erzeugte Aerosol auf das durchsichtige polymere Klebeband geschlagen wird und dann von Säulenform zur Flachfilmform zersetzt wird. Das Aussehen und die Qualität der mit dem Verfahren hergestellten durchsichtigen Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind während des Reaktionsprozesses durch viele Faktoren beeinflusst, wie z.B. Temperatur des chemischen Gasphase-Abscheidungsofens, Fließgeschwindigkeit des Gasträgerwasserstoffs und Umgehungsgeschwindigkeit des flexiblen Substrats usw. Die Breite des Abscheidungsfilms wird durch den Durchmesser der Austrittsöffnung des Reaktionsofens beschränkt, dadurch wird die Herstellung der großflächigen durchsichtigen Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen auch beschränkt.
- Das Ultra-Matrix-Czochralski-Verfahren verwendet die Dehnbarkeit des Kohlenstoff-Nanoröhrchens, dabei kann das Kohlenstoff-Nanoröhrchen zum endlosen Film gedehnt werden. Nach der Glühbehandlung der ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchenanordnung wird die vertikale Anordnungsrichtung von CNT horizontal. Bei der Dehnung wird es zwischen dem flexiblen Substrat und dem Dehnungsfilm platziert und über zwei Rollen fest gepresst. Im Vergleich zum nassen Verbindungsverfahren hat das Ultra-Matrix-Czochralski-Verfahren einfachen Prozess, hohe Auslastungsrate von CNT, niedrigen Kosten und hohe Filmqualität, so dass das Verfahren für industrielle Massenproduktion geeignet ist. Jedoch ist die Verbindung zwischen dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen und dem flexiblen Substrat nur, dass das Kohlenstoff-Nanoröhrchen über mechanisches Pressverfahren an der Oberfläche des flexiblen Substrats anhaftet. Zum bestimmten Grad kann die nicht feste Filmschicht des Kohlenstoff-Nanoröhrchens während des Bedienungsprozesses zur Beschränkung der Elektrodenqualität führen. Darüber hinaus ist es für das Verfahren nicht leicht, auf einem selben Substrat mehrmalige Bedienungen durchzuführen.
- Inhalt der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung offenbart ein Herstellungsverfahren für eine neue durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen. In der vorliegenden Erfindung dient der ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm [Feng C, Liu K, Wu J S, et al. Flexible, Stretchable, Transparent Conducting Films Made from Superaligned Carbon Nanotubes [J]. Adv. Funct. Mater., 2010, 20(6):885–891.] als leitfähiges Substrat, wobei leitfähiges Polymer als Träger dient, um eine einschichtige oder zweischichtige Schichtstruktur zu bilden, wobei der gebildete durchsichtige CNT-Verbundelektrodenfilm ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit zeigt, so dass unter Bedingungen bei Raumtemperatur die großflächigen durchsichtigen Verbundelektroden mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen unter Verwendung von mechanischen Extrusionsverfahren hergestellt werden können. Die durchsichtige CNT-Verbundelektrode kann für flexible OLED-Anzeigevorrichtungen, Solarzellen, Flüssigkristallanzeige, Touch-Screen-Panel und andere Geräte angewendet werden.
- Die durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen, aufweisend ein durchsichtiges Polymersubstrat und einen an der Oberfläche des durchsichtigen Substrats geformten CNT-Verbundfilm, wobei der CNT-Verbundfilm durch einen CNT-Film und einen leitfähigen Polymerfilm ausgebildet ist, und wobei sein Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: (
1 ) Platzierung des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms auf dem durchsichtigen Polymersubstrat, wobei vom Rand des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchens des auf der Si-Scheibe wachsenden Leitfilmelements eine Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilmschichte bestimmter Breite ausgezogen wird, und wobei dann die Filmschicht auf der Oberfläche des durchsichtigen Polymersubstrats flach aufgetragen wird, bis der benötigte Bereich vollständig aufgetragen wird, und wobei der Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm mit Laser-Schneidverfahren oder Ethanolkontraktionsverfahren geschnittenen wird; (2 ) Durchgang des mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm aufgetragenen Substrats durch ein Paar von zueinander gegenüber drehenden Walzen, so dass an der Oberfläche des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms eine Schicht vom leitfähigen Polymerfilm anhaftet, wobei die Oberfläche von einer oder zwei Walzen mit der leitfähigen Polymerlösung aufgetragen ist. - Die Oberflächenrauhigkeit der Walzen beträgt Ra 0.02 bis 0.01 µm.
- Der minimale Abstand des Spalts zwischen den Walzen ist die Dicke des Substrats.
- Die Viskosität der leitfähigen Polymerlösung ist 1–10 × 10–3PaS.
- Die Hauptbestandteile der leitfähigen Polymerlösung sind wie folgt: 1) Polyanilin, Poly-3,4-Ethylendioxythiophen, Polyacetylen und/oder Polypyrrol; 2) Lösungsvermittler: Polystyrolsulfonat-Camphersulfonsäure und deren Salze, Camphersulfonsäure, Dodecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze, Hexadecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze und/oder Naphthalinsulfonsäure und deren Salze; 3) modifizierte Additive: Propylenglykol, Sorbit, Dimethylsulfoxid und/oder N-N-Dimethylformamid, Ethylenglykol; 4) der Rest ist Wasser.
- Die leitfähige Polymerwasserlösung ist PEDOT:PSS-Wasserlösung von 1,8%, ihre spezifische Bestandteile sind wie folgt:
Poly-3,4-Ethylendioxythiophen PEDOT 0.5–1%, Polystyrolsulfonat PSS 0.8–1.3%, Dodecyl-Benzolsulfonsäure 0.01%–0.05%, Ethylenglykol 0.37%–0.44%, Wasser Wasser auf 100% zugeben. - Im Inneren der Walzen ist ein Heizelement angeordnet.
- Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung der durchsichtigen leitfähigen Verbundelektrode mit Hilfe des Kohlenstoff-Nanoröhrchen(CNT)-Films. Die durchsichtige CNT-Filmelektrode weist ein durchsichtiges Polymersubstrat einen an der Oberfläche des durchsichtigen Substrats geformten CNT-Verbundfilm, wobei der CNT-Verbundfilm durch einen CNT-Film und einen leitfähigen Polymerfilm ausgebildet ist. Bei der vorliegenden Erfindung bilden der Kohlenstoff-Nanoröhrchenanordnungsfilm, der eine gute Haftungskraft am Substrat hat, und das leitfähige Fluidphasenpolymer beim technischen Pressen einen CNT-Verbundfilm aus. Die durchsichtige CNT-Verbundelektrode hat eine ausgezeichnete Leitfähigkeit. Es wird ermöglicht, unter Bedingungen bei der Raumtemperatur die durchsichtige CNT-Verbundelektrode mit Hilfe des nassen Verfahrens mit mechanischem Pressen herzustellen. In Form der Lösung haftet der leitfähige Polymerfilm an der Oberfläche des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms an. Es besteht eine gute Verbindungskraft zwischen dme leitfähigen Polymerfilm und dem Kohlenstoff-Nanoröhrchendehnungsfilm sowie dem Substrat, so dass es geeignet für den mehrschichtigen Prozessbetrieb. Der bei der vorliegenden Erfindung geformte Film ist ein einschichtiger oder zweischichtiger Verbundfilm. Da die Schicht des CNT-Films eigentlich relativ dünn ist, die Dicke einer CNT-Filmshicht beträgt einige oder Dutzende Nanometer, so dass beim Auftragen der Filmschicht eine partielle Beschädigung auftreten kann. Um die zweidimensionale oder dreidimensionale Leitfähigkiet der CNT-Leitschicht zu gewährleisten, können mehrere Filmschichten angeordnet werden. Das Herstellungsverfahren hat niedrige Kosten und kann die Herstellung von großflächigen durchsichtigen Verbundelektroden realisieren. Die durchsichtige CNT-Elektrode kann für die Herstellung von verschiedenen Geräten, die Durchlässigkeit und Leitfähigkeit benötigen, verwendet werden, wie z.B. flexiblen organischen elektrolumineszenten Anzeigevorrichtungen (OLED), Solarzellen, Flüssigkristallanzeigevorrichtung, Plasmaanzeigevorrichtung (PDP), Bildsensor, Touchscreen-Paneel usw.
- Die durchsichtige CNT-Verbundelektrode kann für die Herstellung von Elektrodenmaterialien der verschiedenen Geräte, die Durchlässigkeit und Leitfähigkeit benötigen, verwendet werden, wie z.B. flexiblen organischen elektrolumineszenten Anzeigevorrichtungen (OLED), Solarzellen, Flüssigkristallanzeigevorrichtung, Plasmaanzeigevorrichtung (PDP), Bildsensor, Touchscreen-Paneel usw.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 zeigt die Herstellung des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms auf der Si-Scheibe. -
2 zeigt eine schematische Darstellung dees Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms auf dem durchsichtigen Substrat. -
3 zeigt eine schematische Darstellung für die Herstellung des Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Polymerverbundfilms. -
4 zeigt eine schematische Darstellung des Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Polymerverbundfilms. -
5 zeigt eine schematische Darstellung des mehrschichtigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Polymerverbundfilms. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Durchsichtiges Substrat
- 2
- Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm
- 3
- Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Verbundfilm
- 4
- Mit Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm aufgetragenes durchsichtiges Substrat
- 5
- Walze
- 6
- Si-Scheibe
- 7
- Leitfilmelement
- Ausführliche Ausführungsformen
- Die hauptsächliche Technik der Herstellung der durchsichtigen Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen wird in zwei Teile aufgeteilt: (1) Die Anhaftung zwischen dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm und dem Substrat wird durch die Oberflächenmoleküle-Kraftbindung zwischen der Oberfläche des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms
2 und dem durchsichtigen Substrat1 realisiert. Die schematische Darstellung der konkreten Filmgenerierung siehe1 . Um die Haftungskraft zwischen dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm2 und dem durchsichtigen Substrat1 zu gewährleisten, kann der Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm2 mit einer wie in2 dargestellten Form horizontal in Ethanolspray-Umgebung platziert werden, so dass ein Schrumpfen stattfindet. In Ethanolspray-Umgebung wird der nach einmaliger Filmdehnung geformte Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm2 automatisch schrumpfen, so dass eine durch stabile lineare Kohlenstoff-Nanoröhrchenbunde ausgebildete Struktur geformt wird. Die Ethanolmoleküle werden an seiner Oberfläche anhaften, um die Oberflächenpolarität zu modifizieren, gleichzeitig wird die Verbindungskraft des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms2 und des durchsichtigen Substrats1 verstärkt, so dass der hergestellte Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm2 nicht leicht während der Umgebungsförderung und Aufbewahrung beschädigt wird. Das in2 dargestellte und mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm aufgetragene durchsichtige Substrat4 geht durch ein Paar von zueinander gegenüber drehenden Walzen5 . Es wird angefordert, dass die Oberflächenrauhigkeit der Walzen5 Ra 0.02 bis 0.01 µm beträgt. Der minimale Abstand des Spalts zwischen den Walzen5 ist die Dicke des durchsichtigen Substrats1 . An der Oberfläche der Walzen5 ist leitfähige Polymerlösung mit einer Viskosität von 1–10 × 10–3PaS aufgetragen. Falls nötig, können bestimmte Heizkomponenten hinzugefügt werden, um die Steuerung der Walzentemperatur zu realisieren, so dass die Viskosität des Polymers gewährleistet wird. An der sich oberhalb der Walzen5 heraus erstreckenden Oberfläche des Substrats ist ein leitfähiger Polymerverbundfilm3 mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen geformt.3 ist eine schematische Darstellung für die Herstellung des Verbundfilms3 . Die Struktur der geformten Filmstruktur siehe4 . Nach Bedarf kann der Polymerfilm mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen in4 wiederholt mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm aufgetragen werden, dann haftet die leitfähige Polymerschicht an. Wiederholte Bedienungen sind möglich. - Bestandteile der leitfähigen Polymerlösung: 1) Polyanilin, Poly-3,4-Ethylendioxythiophen, Polyacetylen und/oder Polypyrrol; 2) Lösungsvermittler: Polystyrolsulfonat-Camphersulfonsäure und deren Salze, Camphersulfonsäure, Dodecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze, Hexadecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze und/oder Naphthalinsulfonsäure und deren Salze; 3) modifizierte Additive: Propylenglykol, Sorbit, Dimethylsulfoxid und/oder N-N-Dimethylformamid, Ethylenglykol; 4) der Rest ist Wasser.
- Herstellungsverfahren: nach bestimmtem Verhältnis werden alle Bestandteile gemischt und in bestimmter Lösung gelöst, dabei kann die Konzentration durch Hinzufügung von Wasser oder entsprechenden Lösungen eingestellt werden.
- Z.B.: leitfähige Polymerwasserlösung ist PEDOT:PSS-Wasserlösung von 1,8%.
Poly-3,4-Ethylendioxythiophen PEDOT 0.5–1% Polystyrolsulfonat PSS 0.8–1.3% Dodecyl-Benzolsulfonsäure 0.01%–0.05% Ethylenglykol 0.37%–0.44% Wasser Wasser auf 100% zugeben. - Die hergestellte durchsichtige Verbundelektrode mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchen:
Platzierung des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms2 auf dem durchsichtigen Polymersubstrat1 , wobei vom Rand des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchens des auf der Si-Scheibe6 wachsenden Leitfilmelements7 eine Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilmschichte bestimmter Breite ausgezogen wird, und wobei dann die Filmschicht auf der Oberfläche des durchsichtigen Polymersubstrats1 flach aufgetragen wird, bis der benötigte Bereich vollständig aufgetragen wird, und wobei der Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm2 mit Laser-Schneidverfahren oder Ethanolkontraktionsverfahren geschnittenen wird; (2 ) Durchgang des mit dem Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm aufgetragenen Substrats4 durch ein Paar von zueinander gegenüber drehenden Walzen (Walzen sind mit leitfähigen Polymerwasserlösungen aufgetragen)5 , so dass an der Oberfläche des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms2 eine Schicht vom leitfähigen Polymerfilm anhaftet, um den Verbundfilm3 zu formen.
Claims (7)
- Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen, aufweisend ein durchsichtiges Polymersubstrat und einen an der Oberfläche des durchsichtigen Substrats geformten CNT-Verbundfilm, wobei der CNT-Verbundfilm durch einen CNT-Film und einen leitfähigen Polymerfilm ausgebildet ist, und wobei sein Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: (
1 ) Platzierung des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms auf dem durchsichtigen Polymersubstrat, wobei vom Rand des ultra-ausgerichteten Kohlenstoff-Nanoröhrchens des auf der Si-Scheibe wachsenden Leitfilmelements eine Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilmschicht bestimmter Breite ausgezogen wird, und wobei dann die Filmschicht auf der Oberfläche des durchsichtigen Polymersubstrats flach aufgetragen wird, bis der benötigte Bereich vollständig aufgetragen ist, und wobei der Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm mit Laser-Schneidverfahren oder Ethanolkontraktionsverfahren geschnittenen wird; (2 ) Durchgang des Substrats mit dem aufgetragenen Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilm durch ein Paar von zueinander gegenüber drehenden Walzen, so dass an der Oberfläche des Kohlenstoff-Nanoröhrchenfilms eine Schicht von leitfähigem Polymerfilm anhaftet, wobei auf die Oberfläche von einer oder zwei Walzen die leitfähige Polymerwasserlösung aufgetragen ist. - Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenrauhigkeit der Walzen Ra 0.02 bis 0.01 µm beträgt.
- Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 1, wobei der minimale Abstand des Spalts zwischen den Walzen (
5 ) der Dicke des durchsichtigen Substrats (1 ) entspricht. - Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 1, wobei die Viskosität der leitfähigen Polymerlösung 1 – 10 × 10–3PaS ist.
- Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 1, wobei die Hauptbestandteile der leitfähigen Polymerlösung wie folgt sind: 1) Polyanilin, Poly-3,4-Ethylendioxythiophen, Polyacetylen und/oder Polypyrrol; 2) Lösungsvermittler: Polystyrolsulfonat-Camphersulfonsäure und deren Salze, Camphersulfonsäure, Dodecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze, Hexadecyl-Benzolsulfonsäure und deren Salze und/oder Naphthalinsulfonsäure und deren Salze; 3) modifizierte Additive: Propylenglykol, Sorbit, Dimethylsulfoxid und/oder N-N-Dimethylformamid, Ethylenglykol; 4) der Rest ist Wasser.
- Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 5, wobei die leitfähige Polymerwasserlösung eine PEDOT:PSS-Wasserlösung von 1,8% ist, und wobei ihre spezifischen Bestandteile wie folgt sind:
Poly-3,4-Ethylendioxythiophen PEDOT 0.5–1%, Polystyrolsulfonat PSS 0.8–1.3%, Dodecyl-Benzolsulfonsäure 0.01%–0.05%, Ethylenglykol 0.37%–0.44%, Wasser auf 100% zugeben. - Durchsichtige Verbundelektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Anspruch 1, wobei im Inneren der Walzen ein Heizelement angeordnet ist.
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